(2016·高考全国卷Ⅰ)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。回答下列问题：
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是______________。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高__________________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。根据这一结果能够得到的初步结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)当光照强度低于a时,甲组植物的光合作用强度随光照强度的增大而增大,因此影响甲组植物光合作用的限制因子是光照强度。(2)b光照强度下,甲组植物的光合作用强度不再随光照强度的增大而增大,说明此时限制光合作用的因素不是光照强度,应是CO2浓度或温度,因此要提高甲组的光合作用强度,可以考虑的措施是适当提高CO2浓度。(3)由题图可知,经处理后乙组的最大光合速率明显低于甲组,若是由遗传物质改变造成的,则可遗传给子代,即子代在甲组条件下光合速率低于甲组,若是由低光照引起的,遗传物质不变,则子代在甲组条件下光合速率应与甲组相同。当把乙组植株产生的种子种植在与甲组相同的条件下时,其光合作用曲线与甲组的相同,说明乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的。
答案；(1)光照强度 (2)CO2浓度 (3)乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的,而非遗传物质的改变造成的
(2016·高考全国卷Ⅲ)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12：30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示：
回答下列问题：
(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是________,其依据是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
并可推测,________(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第________组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是________________________________________________________________________
________________________。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程________(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,________(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
解析：(1)由表可知,对照组、实验组一和实验组二的温度条件相同,相对湿度不同,且随着相对湿度增大,光合速率明显增加；而实验组二、三、四的相对湿度相同,温度依次降低,但光合速率变化不明显,故中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是相对湿度。增加麦田环境的相对湿度可提高光合速率,推测其能降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)实验组二、三、四在相对湿度相同的情况下,环境温度为31 ℃时光合速率最大,说明环境温度为25 ℃时没有达到光合作用的最适温度,依据温度对酶活性的影响规律可知适当提高实验组四的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)二氧化碳进入叶肉细胞的方式是自由扩散,不需要载体蛋白和能量。
答案：(1)湿度(或答相对湿度) 在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大 增加
(2)四 该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度
(3)不需要 不需要
(2016·高考全国卷Ⅱ)BTB是一种酸碱指示剂,BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见表。
注：遮光*是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100 cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题：
(1)本实验中,50 min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由________________________________________引起的；若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是________(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为________(填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”),判断依据是____________________________________________________________________________。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草________________________________________________________________________。
解析：(1)1号试管中没有水草,2至7号试管中均有水草,且2号试管没有光照,其中的水草只进行呼吸作用,其余试管中的水草同时进行光合作用和呼吸作用,所以与1号试管对照,2至7号试管的实验结果是由不同光强下水草的光合作用和呼吸作用引起的。若1号试管的溶液是蓝色,说明在没有水草的条件下,光照会导致溶液中CO2浓度发生变化,则2至7号试管的实验结果是不可靠的。(2)2号试管遮光处理,其中的水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,故2号试管溶液中CO2浓度高于3号试管,所以2号试管中溶液应呈现黄色。(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明其中水草的光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等。
答案：(1)不同光强下水草的光合作用和呼吸作用(其他合理答案也可) 不可靠的
(2)黄色 水草不进行光合作用,只进行呼吸作用,溶液中CO2浓度高于3号试管
(3)光合作用强度等于呼吸作用强度,吸收与释放的CO2量相等
[课时作业]
1．(2018·江西南昌诊断)下图分别表示两个自变量对光合速率的影响情况,除各图中所示因素外,其他因素均控制在最适范围。下列分析不正确的是( )
A．甲图中a点的内在限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足
B．乙图中d点与c点相比,相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多
C．丙图中,随着温度的升高,曲线走势将稳定不变
D．图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度
解析：选C。甲图中a点的限制因素可能是叶绿体中酶的数量或色素的数量不足,A正确；乙图中d点与c点相比,光照强度增加,光反应增加,产生的ATP和[H]增加,因此相同时间内叶肉细胞中C3与C5的生成量都多,B正确；丙图中,温度影响酶的活性,随着温度的升高超过最适温度,曲线走势将下降,C错误；图中M、N点的限制因素是光照强度,P点的限制因素是温度,D正确。
2．(2018·漳州模拟)某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足,然后实验组停止浇水,对照组土壤水分条件保持适宜,实验结果如图所示。下列相关分析不正确的是( )
A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势
B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降
C．实验2～4天,光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的
D．实验2～4天,光合速率下降可能是由叶片内二氧化碳浓度下降引起的
解析：选C。图甲中可以看出,随干旱时间延长,实验组叶片光合速率呈下降趋势；比较图甲和乙的实验组,图甲中光合速率在第2天就开始下降,而图乙中叶绿素含量在第4天才开始下降,因此叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降；图乙中,实验组2～4天中叶片叶绿素含量并没有下降；2～4天中实验组的光合作用速率下降很有可能是由于干旱,气孔关闭,导致叶片中CO2浓度下降而引起的。
3．在适宜温度下某农作物CO2吸收量随环境CO2浓度变化的曲线如图所示。该图可以表明( )
A．光合作用强度与环境CO2浓度成正比
B．a点时农作物不进行光合作用
C．b点是开始进行光合作用的临界点
D．b点前影响光合作用强度的主要因素是CO2浓度,b点后是光照强度
解析：选B。由图可知,在一定的CO2浓度范围内,随CO2浓度增加,光合作用强度提高,但达到某个值后,CO2浓度增加但光合作用强度基本保持不变；植物利用CO2进行光合作用时,CO2有个最低浓度,a点时CO2浓度为0,故植物不进行光合作用；b点时CO2吸收量为0,此时光合作用CO2吸收量与呼吸作用CO2释放量相等；b点前后影响光合作用强度的主要因素是CO2浓度,从CO2吸收量保持不变时开始,以后的影响因素是光照强度。
4．如图表示叶片光合速率与叶肉细胞间隙中CO2浓度的关系。下列有关叙述不正确的是( )
A．BC段斜率与叶绿体内固定CO2酶活性呈正相关
B．温室效应能有效提高植物光合速率
C．当CO2浓度低于b时植物不进行光合作用
D．当CO2浓度高于s时Pm值主要受光反应速率的限制
解析：选C。图中BC段固定CO2酶活性越强,固定的CO2越多,光合速率越大,A项正确；CO2含量在O～s时,随着CO2浓度的升高,植物光合速率逐渐增大,所以温室效应能有效提高植物光合速率,B项正确；当CO2浓度低于b时植物能进行光合作用,但其强度小于呼吸强度,C项错误；当CO2浓度高于s时,CO2达到饱和状态,此时[H]和ATP不能满足暗反应的需要,Pm值主要受光反应速率的限制,D项正确。
5．阳光穿过森林中的空隙形成“光斑”,下图表示一株生长旺盛的植物一片叶子在“光斑”照射前后的光合作用过程中吸收CO2和释放O2的有关曲线,下列分析错误的是( )
A．图中实线代表二氧化碳吸收速率
B．“光斑”照射开始时,二氧化碳吸收速率慢于氧气释放速率
C．“光斑”移开后,虚线立即下降,一段时间后,实线才开始下降,这是因为“光斑”照射产生的ATP和[H]还可以继续还原C3
D．B点以后植物无法进行光合作用
答案：D
6．(2018·云南曲靖一中质检)某研究小组在密闭恒温玻璃室内进行植物栽培实验,连续48 h测定室内CO2浓度及植物CO2吸收速率,得到如图所示曲线(整个过程呼吸作用强度恒定),下列叙述错误的是( )
A．分析室内CO2浓度曲线,图中光合作用强度等于呼吸作用强度的点有4个
B．21～27 h的时间段叶肉细胞中产生的[H]来自细胞呼吸
C．前24 h和后24 h该植物积累的有机物量相同
D．48 h时植物体内有机物总量增加
解析：选C。分析题图室内CO2浓度曲线可知,光合作用与呼吸作用相等的点是曲线的拐点,图中共有4个,A正确；21～27 h的时间段叶肉细胞中CO2的吸收速率是负值且保持不变,说明植物只进行呼吸作用,所以产生的[H]来自细胞呼吸,B正确；前24 h和后24 h相比前者室内的CO2浓度高,所以前者积累的有机物比后者少,C错误；48 h时与0 h时相比,室内二氧化碳少了,说明植物体内有机物总量增加,D正确。
7．当其他条件最适宜时,某植物的光合速率如图所示。下列叙述正确的是( )
A．20 ℃条件下,C点以后限制光合速率的因素是光照强度
B．若将CO2浓度降低,C点将向左下移动
C．30 ℃条件下,5 klx时的总光合速率小于B点的总光合速率
D．研究光照强度对光合速率的影响时,温度应保持在40 ℃
答案：B
8．(2018·江西九江联考)利用如图实验装置进行与光合作用有关的实验,下列叙述正确的是( )
A．试管中收集的气体量代表了光合作用产生的氧气量
B．在光下,如果有气泡产生,可说明光合作用产生氧气
C．为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验
D．为了探究光照强度对光合作用的影响,用一套装置慢慢向光源靠近,观察气泡产生速率的变化
解析：选C。试管中收集的气体量是光合作用的净产氧量,A错误；在光下有气泡产生不能确定是光合作用产生的氧气,B错误；为了探究二氧化碳浓度对光合作用的影响,可以用不同浓度的碳酸氢钠溶液进行实验,C正确；探究光照强度对光合作用的影响时,距光源不同距离,应设置不同装置,观察气泡产生速率的变化,D错误。
9．(2018·河南八市质检)如图曲线为光照强度对植物光合作用的影响。下表为a～d 4种植物的单个植株在自然CO2浓度及最适温度下的光补偿点和光饱和点。请回答下列问题：
(1)植物在叶绿体基粒的类囊体上通过光反应把太阳能转变为______________储存在ATP中,再通过暗反应转变为稳定的化学能储存于________中。
(2)光补偿点与光饱和点之间,限制植物光合作用的因素主要为__________；光饱和点之后,限制植物光合作用的因素主要为________________________________________。
(3)光照强度为0.4 klx时,表格中________(填序号)植物的呼吸作用产生的CO2多于光合作用吸收的CO2。4种植物在群体中的光饱和点比单株的要高,主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)光合作用过程中的能量变化主要是通过光反应将光能首先转变为ATP中活跃的化学能,再通过暗反应转变为稳定的化学能储存于糖类(或有机物)中。
(2)光补偿点与光饱和点之间,曲线的上升阶段,限制植物光合作用的因素主要为光照强度。光照强度大于光饱和点,影响因素不再是自变量光照强度,而是温度或CO2浓度。
(3)据表分析,光照强度为0.4 klx时,a、c植物没有达到光补偿点,呼吸作用产生的CO2多于光合作用吸收的CO2,由于植株间存在遮光现象,导致光照不足,光饱和点增大,所以4种植物在群体中的光饱和点比单株的要高。
答案：(1)活跃的化学能 糖类(有机物)
(2)光照强度 温度、CO2浓度
(3)a、c 植株间存在遮光现象
10．研究者选取某植物幼苗进行了无土栽培实验,如图为该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线图,请分析回答相关问题：
(1)A点时叶肉细胞中O2的移动方向是_________________________________________
________________________。研究者用含18O的葡萄糖追踪根细胞有氧呼吸中的氧原子,其转移途径是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。B点时植物光合作用
制造的有机物的量________(填“大于”“小于”或“等于”)细胞呼吸消耗的有机物的量。
(2)据图分析,光合酶对温度的敏感度比呼吸酶对温度的敏感度________(填“高”或“低”),温室栽培该植物,为获得最大经济效益,应控制温度为________℃。
(3)限制AB段CO2吸收速率的主要因素是________,图中________点光合作用制造的有机物是细胞呼吸消耗有机物的2倍。
(4)研究者分别用12%的氧气和22%的氧气对两组幼苗的根系进行持续供氧,一段时间后,测得用12%的氧气处理的植株的干重显著低于另一组,原因是_________________________。
答案：(1)从叶绿体移向线粒体 葡萄糖→丙酮酸→二氧化碳 大于
(2)高 20
(3)温度 B、D
(4)根呼吸速率下降,影响根对无机盐的吸收,从而使光合作用固定的有机物减少
11．某科研小组利用伊乐藻(沉水植物)进行了光合作用影响因素的研究,实验结果如图所示。请回答下列问题：
(1)该实验的自变量是_____________________________________________________。
伊乐藻产生的氧气来自________的分解。
(2)伊乐藻进行光合作用过程中,在光反应阶段发生的能量变化主要为________________________________________________________________________,
在暗反应阶段发生的物质变化主要为___________________________________________。
(3)从图中可看出,不同生物量的伊乐藻净产氧量的最适pH均为5,原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)当pH为3时,三组伊乐藻的净产氧量均为负值,从细胞代谢的角度分析,说明此时________________________________________________________________________。
解析：(1)图中体现了相同生物量的伊乐藻在不同pH条件下的净产氧量以及不同生物量的伊乐藻在同一pH条件下的净产氧量,因此该实验的自变量是pH和伊乐藻的生物量。在光合作用的光反应阶段,水在光下分解产生氧气。(2)光合作用过程中,在光反应阶段发生的能量变化主要为光能转变为ATP中的化学能,在暗反应阶段发生的物质变化主要为CO2和C5结合形成C3,C3再被还原成C5和糖类。(3)不管伊乐藻的生物量怎样变化,其体内与产氧有关的酶发挥作用的最适pH都没有改变。(4)当pH为3时,三组伊乐藻的净产氧量均为负值,说明此时这三组伊乐藻的细胞呼吸强度比光合作用强度大,单位时间内消耗的氧气比产生的氧气多。
答案：(1)pH和伊乐藻生物量 水
(2)光能转变为ATP中的化学能 CO2和C5结合形成C3,C3再被还原成C5和糖类
(3)不同生物量的伊乐藻体内与产氧有关的酶发挥作用的最适pH是相同的(答案合理即可)
(4)三组伊乐藻的细胞呼吸强度均大于光合作用强度
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/ce26f94ba4e9856a561252d380eb6294dd8822d7.html
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